DE2650361A1 - ROOFWELL OR THE SAME FOR A BUILDING - Google Patents
ROOFWELL OR THE SAME FOR A BUILDINGInfo
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Description
Patentanmeldung
Kontekla Oy, Ripusuontie 11, 00660 Helsinki 66 (Finnland)Patent application
Kontekla Oy, Ripusuontie 11, 00660 Helsinki 66 (Finland)
Dachbrunne oder dergleichen für ein GebäudeRoof well or the like for a building
Der Gegenstand dieser Erfindung ist eine Dachbrunne oder dergleichen für ein Gebäude, die ein, aus einem Dach oder einem anderen Sammelgebiet fortleitendes Abflussrohr aufweist, dessen oberes Ende mit einer Mulde zusammengefügt ist, die grosser als die Mündung des Abflussrohres ist und welche Mulde einen oberen Rand aufweist, der sich höher befindet als die Mündung des Abflussrohres, wobei über die Mündung ein Deckel befestigt ist, der grosser als die Mündung aber kleiner als die Mulde ist, und eine geschlossene Oberfläche aufweist und dessen unterer Rand niedriger als der obere Rand der Mulde liegt, um die Bildung eines Luftwirbels in dem Abflussrohr zu verhindern, wenn die Mulde voll von Wasser ist und welcher Deckel mit einem darunter befindlichen Sieb verbunden ist, das um die Mündung des Abflussrohres lieg* und mit Löcher versehen ist.The object of this invention is a roof well or the like for a building, which is a, from a roof or another collection area drainage pipe has, the upper end of which is joined to a trough which is larger than the mouth of the drainpipe and which trough has an upper edge that is higher than the mouth of the drainpipe, with over the Mouth a lid is attached, which is larger than the mouth but smaller than the trough, and a closed surface and the lower edge of which is lower than the upper edge of the trough in order to create an air vortex in the drainpipe to prevent when the trough is full of water and what lid with an underneath Sieve is connected, which is around the mouth of the drainpipe * and is provided with holes.
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Eine diesartige Dachbrunne verursacht bei der Mündung des Abflussrohres solche Verhältnisse, dass die Wasserströmung im Abflussrohr als geschlossene Strömung stattfindet, d.h. auf der ganzen Querschnittsflache des Rohres, wobei.der Durchmesser des Rohres so vermasst werden kann, dass der Durchmesser für eine bestimmte fortzuleitcnde Regenwassermenge wesentlich kleiner ist als was bisher möglich gewesen ist.Such a roof well caused at the estuary of the drain pipe such proportions that the water flow takes place in the discharge pipe as a closed flow, i.e. over the entire cross-sectional area of the pipe, whereby the diameter of the pipe can be dimensioned so that the diameter for a certain amount of rainwater to be carried away is much smaller than what was previously possible.
Für die, durch diesartige Dachbrunne verursachte geschlossene Strömung ist der Ausfüllungskoeffizient des Abflussrohres also 1. Bei der Vermassungswassermenge ist das Abflussrohr somit voll von Wasser und der ganze Höhenunterschied, vom Dach bis zum Ausflusspunkt, welcher gewöhnlich unter dem Strassenniveau liegt, gleich dem statischen Druck des luftlosen Wassers ist und für die, in der Strömung im Regenwasserrohr und dessen Teile entstehenden Druckabfälle ausnutzbar ist.For the closed flow caused by this type of roof well is the filling coefficient of the drainage pipe So 1. The drainage pipe is at the measured amount of water thus full of water and the whole difference in height, from the roof to the outflow point, which is usually below street level is equal to the static pressure of the airless water and for the, in the flow in the rainwater pipe and the pressure drops arising from its parts can be exploited.
Das System der geschlossenen Strömung hat gegenüber andere Systeme den grossen Vorteil, dass auch sehr grosse Däche, 5000 - 20,000m und mehr dadurch entwässert werden können, dass das Wasser der Dachbrunnen zentral auf einer Leitung gesammelt wird, die unmittelbar unter dem Dach genau horizontal liegt und erst beim Giebel des Gebäudes an einer Stelle nach unten, durch den Fussboden bis zum Ausflusspunkt leitet, womit die sonst gebrauchten zahlreichen, vertikalen Regenwasserleitungen, die sich innerhalb des Gebäudes befinden, und die, unter dem Fussboden liegenden, auf die Gravitation begründeter Sammelleitungen, die teuer und dazu noch gross sind, weil es um offene Strömung handelt, völlig vermieden werden, und die Beförderung von Wasser aufgrund der Neigung stattfindet.The closed flow system has the great advantage over other systems that even very large roofs, 5000 - 20,000m and more can be drained as a result, that the water from the roof well is collected centrally on a pipe that is exactly horizontal directly under the roof lies and first at the gable of the building at one point down, through the floor to the outflow point, with which the numerous vertical rainwater pipes that are otherwise used, which are located inside the building, and the, Collectors under the floor, based on gravity, which are expensive and large because it is It is an open current that must be avoided entirely, and the movement of water takes place due to the inclination.
Weil rlie Fähigkeit des Systems der geschlossenenBecause rlie ability of the system of closed
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Strömung, Wasser in einer, fast im Dachniveau liegenden Leitun zu führen, auf den, vom Höhenunterschied zwischen dem Dach una
dem Ausflusspunkt verursachten Druck begründet ist, ist der
statische Druck im oberen Teil des Regenwasserrohres bedeutenc kleiner als Luftdruck und der niedrigste Druck kommt meist an
der Stelle vor, wo die, unter dem Dach liegende, horizontale
Sammelleitung sich zu vertikale Position wendet. Ist der erwähnte Höhenunterschied grosser als etwa 10 m, muss die Regenwasserleitung
so vermasst werden, dass an der Stelle des
grössten Unterdruckes - meist gerade an der oben genannten
Stelle - die Summe des statischen Druckes und des Luftdruckes nicht kleiner ist als der Dampfdruck des Regenwassers (der
statische Druck ist an der Unterdruckstelle negativ), da wenn der genannte Dampfdruck unterschritten wird, fängt an der Stelle das Wasser an zu verdampfen und Dampfblasen in der Leitung
zu bilden, wobei die Vermassung der geschlossenen Strömung
nicht länger stimmt. Aus diesem Grunde darf im Praxis in dem
horizontalen Leitungsteil einen grösseren Druckabfall als etwa
10 m freier Fall (ca. 1 bar) nicht vorkommen.The current is to carry water in a pipe lying almost at roof level, on which the pressure caused by the difference in height between the roof and the outflow point is based
Static pressure in the upper part of the rainwater pipe means less than air pressure and the lowest pressure usually occurs at the point where the horizontal pressure is located under the roof
The manifold turns to the vertical position. If the height difference mentioned is greater than about 10 m, the rainwater pipe must be dimensioned so that at the point of the
greatest negative pressure - mostly just at the above
Digit - the sum of the static pressure and the air pressure is not less than the vapor pressure of rainwater (the
static pressure is negative at the vacuum point), because if the vapor pressure falls below the specified, the water starts to evaporate at the point and vapor bubbles to form in the line, with the dimensions of the closed flow
no longer true. For this reason, in practice
horizontal pipe section, a pressure drop greater than approx. 10 m free fall (approx. 1 bar) does not occur.
Da der Widerstand aus beide der Reibung zwischen Wasser und Rohr und der Verformung des Rohres (Änderungen der Richturc· des Durchmessers usw.) und besonders dem Widerstand der Dachbrunne gebildet ist, sollte der Widerstand der Dachbrunne mäsrJci klein gehalten werden.Since the resistance comes from both the friction between the water and the pipe and the deformation of the pipe (changes in direction of the diameter, etc.) and especially the resistance of the roof well, the resistance of the roof well should be mäsrJci can be kept small.
Ein typischer Ausweg wäre es, die Oberfläche des Siebeo
der Dachbrunne zu vergrössern durch Vergrösserung der Dachbrur^
ne, unter gleichzeitiger Beibehaltung der, den Lufteintritt
verhindernden Eigenschaft. Die Vergrösserung des Durchmessers, während Lufteintritt verhindert wird, verursacht aber, dassA typical way out would be to enlarge the surface of the sieve of the roof fountain by enlarging the roof burr, while at the same time maintaining the air inlet
preventive property. However, increasing the diameter while preventing air entry causes
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das Tiefenmass der Brunne auch grosser wird und die Aufstellung einer genügend grossen Brunne unmöglich wird. Andererseits ist die Vergrösserung der Lochfläche durch Vergrüsserung der einzelnen Löcher nicht möglich, weil das Sieb das Rohr schützen muss, so dass aller Kehricht, der durch das Sieb durchgelassen wird, auch durch das Regenwasserrohr selbst geführt wird, ohne das Rohr zu verstopfen. Die Vergrösserung der Gesamtfläche der Löcherung macht ihrerseits das Risiko der Luftmitführung grosser, welche wegen der geschlossenen Strömung nicht stattfinden darf. Dazu muss der Siebteil eine genügende Festigkeit gegen Belastungen, wie das Treten auf dem Sieb, aufweisen.the depth of the well is also greater and the set-up a sufficiently large well becomes impossible. On the other hand is the enlargement of the hole area by enlarging the individual Holes not possible because the sieve has to protect the pipe so that all rubbish that is let through the sieve is also passed through the rainwater pipe itself without clogging the pipe. The increase in the total area of the For their part, holes make the risk of air entrainment greater, which must not take place because of the closed flow. For this purpose, the sieve part must have sufficient strength against Have loads, such as stepping on the sieve.
Die Absicht dieser Erfindung ist eine Dachbrunne anzurichten, wo der Widerstand der Dachbrunne auf eine Weise vermindert worden ist, womit die, zu der oben erwähnten Widerstandsverminderungsweisen gehörenden Misstände vermieden werdari können, ohne die Fähigkeit der Dachbrunne, eine geschlossene Strömung zu entwickeln, zu stören. Dieses wird mit einer erfindungsgemassen Dachbrunne erreicht, welche Brunne dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verhältnis der Gesamt löcherfläche des Siebes zu der Querfläche des Abflussrohres zwischen 2,5 uncl 3,5 liegt. : The intention of this invention is to create a roof well where the roof well's drag has been reduced in a manner whereby the inconveniences associated with the above dragreduction methods can be avoided without disturbing the roof well's ability to develop a closed flow. This is achieved with a roof well according to the invention, which well is characterized in that the ratio of the total perforated area of the sieve to the transverse area of the drainage pipe is between 2.5 and 3.5. :
Durch Experimente, die mit einer erfindungsgemassen Dachbrunne durchgeführt worden sind, hat man festgestellt, dass ein Widerstand, der 5 % von dem Widerstand des Leitungsteiles mit dem niedrigsten Druck beträgt, zugelassen werden kann. Dabei ist der Widerstand der Dachbrunne zum äussersten vermindert worden, wobei das Verhältnis der Gesamt löcherfläche des Siebes zu der Querflüche des Abflussrohres massgebend geworden ist. Der Koeffizient des Widerstandes wird durch die folgende Form;·!By experiments with an inventive Roof wells have been carried out, it has been found that a resistance that is 5% of the resistance of the line part with the lowest pressure can be allowed. The resistance of the roof well is extremely reduced The ratio of the total perforation area of the sieve to the transverse area of the drainage pipe has become decisive. The coefficient of resistance is given by the following form; ·!
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bestimmtcertainly
F, = Querschnittsfläche des Rohres, F = Fläche der Löcher des Siebes,F, = cross-sectional area of the tube, F = area of the holes of the sieve,
'R = Widerstandszahl der Sieblöcher für die Lochgeschwindigkeit - 0,5 + 1,1 = 1,6'R = resistance number of the sieve holes for the perforation speed - 0.5 + 1.1 = 1.6
Für die Strömung durch die Dachbrunne verursachter Gesamtwiderstand beträgtTotal drag caused by the flow through the roof well amounts to
2g
wobei2g
whereby
ν = Strömungsgeschwindigkeit im Rohr, T = Volumengewicht,
g = Beschleunigungν = flow velocity in the pipe, T = volume weight,
g = acceleration
Die häufigsten Geschwindigkeiten im Rohr betragen etwa 4 m/s, wobei der oben genannte zugelassene Druckabfall die Grenzen für U setzt. In dem schlimmsten Fall beträgt der Wider stand des Leitungsteiles mit dem grössten Unterdruck 10,000 mm freier Fall, wie es oben schon festgestellt wurde, wovon 5 %, d.h. der zugelassene Widerstand der Dachbrunne, 500 mm freier Fall beträgt.The most common speeds in the pipe are around 4 m / s, whereby the above-mentioned permitted pressure drop sets the limits for U. In the worst case, the cons is the part of the line with the greatest negative pressure was 10,000 mm Free fall, as already stated above, of which 5%, i.e. the permitted resistance of the roof well, 500 mm free Case amounts.
Wird es erreicht, dass zwischen der Werte 0,63 - 0,76 gehalten werden kann, so ist das Ergebnis, bezüglich der mit einer Dachbrunne zu entwässernden Dachfläche und der benötigten Rohrdurchmesser , sehr vorteilhaft und aus der Formel CU folgt dass das Verhältnis der Löcherfläche des Siebes zu der Quer-If it is achieved that the values between 0.63 and 0.76 can be maintained, the result is with regard to the a roof well to be drained roof area and the required Pipe diameter, very advantageous and follows from the formula CU that the ratio of the perforated area of the sieve to the transverse
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fläche des Rohres zwischen 2,5 und 3,5 liegen muss.The area of the pipe must be between 2.5 and 3.5.
Weil die Durchmesser der als Regenwasserleitungen gebrauchten Röhre sprungweise grosser werden, wird es mit den o.g. Werten erreicht, dass der Widerstand der Dachbrunne an sich das Uebergehen zu dem nächstgrösseren Rohrdurchmesser nicht verursacht.Because the diameter of the used as rainwater pipes If the pipes become larger by leaps and bounds, the above values will ensure that the resistance of the roof well increases the transition to the next larger pipe diameter not caused.
Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnung, wobeiThe invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, wherein
Figur 1 schematisch das Regenwasserleitungssystem eines mit Dachbrunne versehenen Gebäudes darstellt,Figure 1 schematically shows the rainwater pipe system of a represents a building provided with a roof well,
Figur 2 die Kurven, die die Druckverteilung in der Leitung als Funktion der Rohrlänge wiedergibt, darstellt, undFigure 2 shows the curves showing the pressure distribution in the Represents line as a function of pipe length, represents, and
Figur 3 als Axialschnitt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Dachbrunne darstellt.FIG. 3 shows an embodiment of the invention as an axial section Represents roof fountain.
Das, in Figur 1 der Zeichnung dargestellte Regenwasserleitungssystem besteht .aus mehreren, auf dem Dach des Gebäuden befindlichen Dachbrunnen 2, die mit Röhren 3 mit der Sammelleitung 4 verbunden sind und welche Sammelleitung durch die vertikale Leitung 5 zur Sammelbrunne G führt.The rainwater pipe system shown in Figure 1 of the drawing consists .aus several, located on the roof of the building roof wells 2, the pipes with 3 with the collecting line 4 are connected and which collecting line leads through the vertical line 5 to the collecting well G.
Die Kurven der Figur 2 stellen den wirklichen statischenThe curves of Figure 2 represent the real static
Druck in der Regenwasserleitung von Brunne A an dar.Pressure in the rainwater pipe from Brunne A.
2
ν2
ν
E = h hf,E = h h f,
Y 2g Y 2g
h - Höhenunterschied zwischen Dachbrunne und Leitungh - difference in height between the roof well and the pipe
ν =. Strömungsgeschwindigkeit im Rohrν =. Flow velocity in the pipe
hf = Strömungswiderständehf = flow resistances
V = Volumengewicht
g = -BeschleunigungV = volume weight
g = acceleration
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Die Bezeichnungen in Figur 2 bedeuten: "an der Stelle der Dachbrunne (A), im Vereinigungspunkt des Verbindungsrohres und der Sammelleitung (B), im Vereinigungspunkt der Sammelleitung und des vertikalen Rohres (C), und an der Stelle der Sammelbrunne (D). Die Kurve E stellt den, durch den Höhenunterschied zwischen der Dachbrunne und der Leitung verursachten statischen Druck dar, die Kurve F den Strömungswiderstand der Regenwasserleitung und die Kurve G den statischen Druck, durch den dynamischen Druck vermindert. Der Abstand H zwischen den Kurven F und G gibt dabei den wirklichen statischen Druck der Regenwasserleitung wieder.The designations in Figure 2 mean: "at the location of the roof well (A), at the meeting point of the connecting pipe and the collecting line (B), at the meeting point of the collecting line and the vertical pipe (C), and at the point of the collecting well (D). Curve E represents the static caused by the difference in height between the roof well and the pipe Pressure, curve F the flow resistance of the rainwater pipe and curve G the static pressure the dynamic pressure is reduced. The distance H between the curves F and G gives the real static pressure of the Rainwater pipe again.
Figur 3 stellt eine Dachbrunne dar, die aus einem Abflussrohr 7 besteht, dessen oberes Ende mit einer Mulde 8 zusammengefügt ist, welche Mulde grosser ist als die Mündung 7<: des Abflussrohres. Der freie obere Rand 8a der Mulde liegt höher als die Mündung des Abflussrohres. Ueber die Mündung ist ein Deckel 9 befestigt, der grosser als die Mündung aber kleiner als die Mulde ist, welcher Deckel eine geschlossene Oberfläche aufweist und dessen Rand niedriger als der obere Rand der Mulde liegt. Der Deckel verhindert den Eintritt von Luft ins Abflussrohr und damit die Bildung eines Luftwirbels, wenn der Wasserspiegel in der Mulde oberhalb des Deckels liegt, so dass die Wasserströmung im Abflussrohr eine geschlossene Strömung ist. Mit dem Deckel ist ein Sieb 10 verbunden, das um die Mündung des Abflussrohres liegt und mit Löcher11 versehen ist. Das Verhältnis der Löcherfiäche 11 zu der Querfläche des Abflussrohres 7 ist gemäss dem oben erwähnten für den Bereich 2,5 - 3,5 vermasst.FIG. 3 shows a roof well which consists of a drain pipe 7, the upper end of which is joined to a trough 8, which trough is larger than the mouth 7 of the drain pipe. The free upper edge 8a of the trough is higher than the mouth of the drainage pipe. A cover 9 is fastened over the mouth, which is larger than the mouth but smaller than the trough, which cover has a closed surface and the edge of which is lower than the upper edge of the trough. The cover prevents air from entering the drainpipe and thus the formation of an air vortex when the water level in the trough is above the cover, so that the water flow in the drainpipe is a closed flow. A sieve 10 is connected to the cover, which is located around the mouth of the drainage pipe and is provided with holes 11 . The ratio of the area of the holes 11 to the transverse area of the drain pipe 7 is measured according to the above-mentioned for the range 2.5-3.5.
Zum Durchmesser des Loches 11 des Siebes 10 ist 12 mm gewählt, weil es experimental festgestellt worden ist, dass mi"t"The diameter of the hole 11 of the sieve 10 is 12 mm chosen because it has been experimentally established that mi "t"
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der Löcherung, die den o.g. Durchmesser aufweist, aller Kehricht, der durch das Sieb gelangt, auch durch das Regenwasserrohr selbst geführt wird, ohne dass es ein Risiko der Verstopfung des Rohres besteht. Wenn unter Anwendung von Löcherung dieser Grosse ein Sieb gefertigt wird, das auch die Festigkeitsforderungen erfüllt, wird das Verhältnis der Gesamtfläche des Siebes zu den Löchern des Siebes etwa 3 sein. Der Durchmesser des Rohres 7 beträgt 47 mm, wobei die Querfläche des Rohres 17,35 cm ist. Wenn das Verhältnis der Gesamtlöcherfläche des Siebes 10 zu der Querfläche des Abflussrohres 7, F /F,, 3 beträgt, so ist damit die Fläche der Löcherung des Siebes 52 cm und die Gesamtfläche des Siebesthe hole, which has the above diameter, all Garbage that passes through the sieve is also passed through the rainwater pipe itself without any risk of the There is a blockage in the pipe. If a sieve is made using holes of this size, which also does the Strength requirements are met, the ratio of the total area of the sieve to be about 3 to the holes of the sieve. The diameter of the tube 7 is 47 mm, the The transverse surface of the pipe is 17.35 cm. When the ratio of the total hole area of the screen 10 to the transverse area of the drain pipe 7, F / F ,, is 3, the area of the perforation of the screen is 52 cm and the total area of the screen
2
156 cm . Die Höhe des Siebes wird, unter Beachtung der Lage der Löcher, 58 mm betragen und der Durchmesser 84 mm.2
156 cm. The height of the sieve, taking into account the position of the holes, will be 58 mm and the diameter 84 mm.
Wird das Verhältnis F /F, vergrössert, zum BeispielIf the ratio F / F is increased, for example
bis zum Wert 4, so beträgt F 69,4 cm und die Gesamtflächeup to the value 4, then F is 69.4 cm and the total area
des Siebes 208 cm , wobei die andere Masse des Siebes folgendc;v·- massen wachsen: die Höhe bis 70 mm (20 %) und der Durchmesser bis 95 mm (13 %). Dabei wachsen die Massen der Mulde 8 entsprechend und die Unterbringung auf dem Dach wird erheblich schwieriger. Würde die Höhe des Siebes unverändert gehalten, so würde dessen Durchmesser bis 114 mm bzw. 36 % wachsen. Aus diesem Grunde sollte das Flächenverhältnis der Löcherung des Siebes 10 zu dem Rohr 7 nicht über den genannten Wert vergrössert werden.of the sieve 208 cm, with the other mass of the sieve following c; v - masses grow: the height to 70 mm (20%) and the diameter up to 95 mm (13%). The masses of the trough 8 grow accordingly and the placement on the roof becomes considerably more difficult. If the height of the sieve were kept unchanged, so its diameter would grow to 114 mm or 36%. For this reason, the area ratio of the holes in the Sieves 10 for the pipe 7 cannot be enlarged beyond the stated value.
Andererseits die Verkleinerung des genannten Verhältnisses F /F, unter den genannten Grenzwert 2,5 verursacht die Vergrösserung des Widerstandes der Brunne 2 selbst, in der Masse, dass um den Gesamtwiderstand unverändert zu halten, muiS der vergrösste Drunnenwiderstand durch Verkleinerung des Rohr-On the other hand, the reduction of the mentioned ratio F / F, below the mentioned limit value 2.5, causes the Enlargement of the resistance of well 2 itself, in the Ground, that in order to keep the total resistance unchanged, must be the greatest down resistance by reducing the pipe
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trtr
Widerstandes kompensiert werden, welches durch Vergrösserung des Rohrdurchmessers 7 ausgeführt wird. In einem Vermassungsfall sind die aufeinanderfolgenden Durchmesser der Sammelleitung 4, wenn es 5 damit verbundene Brunnen gibt, wie folgt: 65,3 mm, 1D3 mm, 103 mm, 150 mm und 150 mm.Resistance can be compensated, which by enlarging of the pipe diameter 7 is carried out. In a mess case are the consecutive diameters of the manifold 4, if there are 5 wells connected to it, as follows: 65.3mm, 1D3mm, 103mm, 150mm and 150mm.
Würde das Verhältnis F /F-, z.B. 2,4 betragen, so wären für den gleichen Widerstand die Rohrdurchmesser wie folgt zu vermassen: 68 mm, 1Π3 mm, 150 mm und 150 mm.If the ratio F / F- were, for example, 2.4, then would be for the same resistance, measure the pipe diameters as follows: 68 mm, 1Π3 mm, 150 mm and 150 mm.
Zum Kompensieren des vergrösserten Brunnenwiderstandes müsste also der Durchmesser eines Rohrteiles der Sammelleitung vergrössert werden, da der Zuwachs des Widerstandes schon so gross ist, dass er nicht mehr innerhalb der Genauigkeitsgrenzen der technischen Vermassung bleibt. To compensate for the increased well resistance the diameter of a pipe part of the collecting line would have to be increased, since the increase in resistance is already so the big thing is that it no longer remains within the accuracy limits of the technical dimensions.
Die Zeichnung und die dazu gehörende Beschreibung ist nur zur Veranschaulichung der Erfindung gemeint. Im Detail kann eine erfindungsgemässe Dachbrunne auch bedeutend im Rahmen der Patentansprüche variieren.The drawing and the associated description is only intended to illustrate the invention. In detail can a roof well according to the invention also significantly in The scope of the claims vary.
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